电化学提锂体系及其电极材料的研究进展
2021-06-30王晓丽杨文胜
化工学报 2021年6期
关键词:体系
王晓丽,杨文胜
(北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室,北京100029)
引 言
锂是自然界中最轻的金属元素,由于具有较高的导电率、较大的比热容和较强的活泼性,广泛用于锂电池、玻璃和陶瓷、锂润滑脂、药物和聚合物铝锂生产、核工业等[1-3]。近年来,由于新能源汽车和电子类产品的发展,市场对锂资源的需求量稳步增长,仅其中锂电池生产消耗的锂就以每年5.5%的速率增长,预计到2025年将占锂资源供应份额的65%[4]。因为传统从矿石中提取锂的方法存在高能耗、高污染的问题,对锂资源需求量的增加迫使人们寻找更加高效低能的锂提取技术和方法。据统计,全球锂资源主要分布在智利、阿根廷、玻利维亚、中国和澳大利亚[5]。在全球锂资源总量中,卤水锂和矿石锂分别占62.6%和37.4%。其中我国卤水锂资源总量占全球卤水锂资源总量的12.0%,占我国锂资源总量的71.9%[6]。与矿石提锂工艺相比,以卤水为原料生产锂盐工艺具有成本低、环境友好等特点,从而使得获取锂资源的主要途径从锂矿石转向了盐湖卤水[7-8]。
但是盐湖卤水中除了锂离子以外还有大量的碱金属和碱土金属离子,大大增加了锂盐分离提取的难度。由于镁、锂两种离子的离子水化半径和化学性质相似,使高镁锂比的盐湖中锂的提取和分离变得相当复杂。目前我国已开发多种盐湖提锂工业技术,表1给出了几种典型的盐湖提锂技术的比较[9-24]。由于电化学提锂方法具有明显的潜在优势,可大幅改善吸附剂的运行周期,适合不同卤水特征体系的盐湖提锂,且尚未实现工业化,近年来引起人们的广泛关注[25-29]。……
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